意法半導體(ST)擴大並量產節能的STM32L超低功耗ARM Cortex-M3微控制器系列

本文作者:admin       點擊: 2011-03-17 00:00
前言:

橫跨多重應用領域、全球領先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST;紐約證券交易所代碼STM)宣佈擴大32位元STM32L 系列微控制器的產品範圍。新增的微控制器系列儲存容量分別為256KB和384KB,提供整個32KB至384KB的快閃記憶體容量,為嵌入式應用工程人員提供更豐富的選擇。該系列產品已進入量產階段,首款產品將配備64KB和128KB記憶體容量,預計於2011年3月底前正式量產,而配備32KB的STM32L微控制器將於2011年第二季量產。

STM32L是業界首款由全球十大半導體公司之一提供的超低功耗ARM® Cortex™-M3微控制器,在32MHz頻率下的最高處理性能達33DMIPS。該產品屬於擁有180餘款產品的意法半導體32位元 STM32微控制器系列,全系列產品的針腳、軟體及週邊設備都可相容,為開發人員帶來最大的設計靈活性。 

為了提供領先業界的節能性能,STM32L系列產品採用意法半導體獨有的兩大節能技術:130nm專用低漏電流製程和最佳化的節能架構。STM32L系列產品採用意法半導體的EnergyLite™超低功耗產品平台,讓設計人員能夠最佳化終端產品的性能、功能及電池使用壽命,並符合能效相關標準,如環保型設計目標。此外,考慮到觸控應用,意法半導體的第三代STMTouch™電容式觸控韌體庫還可支援STM32L系列微控制器,目前該韌體庫可支援200多款8位元STM 8系列 和32位元STM32系列。

意法半導體並宣佈STM32L的USB驅動軟體將用於康體佳健康聯盟(Continua Health Alliance)  認證產品。預計於2011年第一季末完成全部認證手續。USB介面在醫療領域的成功應用將有助於個人醫療裝置(Personal Healthcare Device Class,PHDC)的USB專用規範的標準化和開發。這個新介面規範將使運動手錶、血壓監控器、溫度計、體重秤、血糖儀等醫療保健裝備能夠與主機連接,進而簡化個人與健身教練或病人與醫生之間的溝通。 

意法半導體微控制器產品部總經理Michel Buffa表示:「超低功耗STM32L系列產品為先進嵌入式應用開發人員提供最佳的功耗性能比。除了擁有康體佳的證書外,該系列產品還擴大了儲存容量,使STM32L成為醫療保健、消費性電子及工業領域的節能應用的首選微控器產品。」

STM32L系列 – 技術細節

•康體佳PHDC USB整體解決方案
USB PHDC是康體佳健康聯盟批准並採用的有線通訊傳輸層。康體佳健康聯盟是由全球230多家企業(包括意法半導體)所組成的開放式產業組織,成立宗旨是協調並促進醫療保健市場的長期發展。 

意法半導體提供整套的PHDC USB解決方案,在STM32L微控制器上實現了醫療用USB協議棧,還提供整套的USB介面規範,如儲存裝置、人機介面裝置、用於韌體升級的音訊和DFU。 這個協議棧基於USB PHDC和IEEE-11073標準,使醫療保健設備能夠按照康體佳健康聯盟的標準與主機通訊。STM32L整合的USB 2.0全速傳輸(Full Speed)支援模組還可實現裝置行動化。

•安全防盜系統功能 
除了極高的能效以外,STM32L還擁有許多安全功能,可提高資料安全性,促進系統安全操作,包括靈活重置(BOR,Brown-out Reset)、支援錯誤更正碼(ECC,Error Correction Code)的片上快閃記憶體、記憶體保護單元(MPU,Memory Protection Unit)和JTAG熔絲。這些功能適合用於對安全產品特性和高度安全的代碼及使用者資料管理有需求的應用。 

•EnergyLite™ 平台架構
意法半導體EnergyLite™超低功耗技術平台是STM32L取得業界領先的能效性能的關鍵。這個技術平台被廣泛用於意法半導體的8位元STM8L微控制器系列。該平台基於意法半導體獨有的130nm製程,為實現超低漏電流特性,意法半導體對該平台進行了深度最佳化。在工作和睡眠模式下,該平台可最大幅度地提升能效。此外,該平台的內嵌快閃記憶體採用意法半導體獨有的低功耗快閃記憶體技術。該平台還整合直接記憶體存取功能(DMA,Direct Memory Access),即使在應用系統工作過程中關閉快閃記憶體和CPU,週邊設備仍然保持工作狀態,從而可為開發人員節省大量的寶貴時間。此外,STM32L內建的LCD驅動器可輕鬆實現更實惠和更小的應用設計。

•超低功耗模式
除了其卓越的製程相關節能特色外,STM32L還提供許多先進功能,讓開發人員實現最佳化功耗特性。六個超低功耗模式讓該系列產品在任何設定時間都能以最低的能耗完成任務。 

工作模式(1.8V和3V電源電壓,25°C):
o 在 32kHz和1.8V/3V時的9uA低功耗工作模式
o 在1.8V/3V電壓下的4.9uA低功耗睡眠模式(只有使用一個計時器)
o 在1.8V 下的1.3uA停止模式和在3V下的1.6uA的停止模式(即時時鐘,保存上下文,保留RAM內容)
o 在1.8V 下的0.45uA停止模式和在3V下的0.5uA停止模式(無即時時鐘運行,保存上下文,保留RAM內容)
o 在1.8V 下的1.0uA待機模式和在3V下的1.3uA待機模式(即時時鐘,保存備用寄存器)
o 在1.8V/3V下的0.3uA待機模式(無即時時鐘,保存備用寄存器)

STM32L系列新增低功耗運行和低功耗睡眠兩個低功耗模式,透過利用超低功耗的穩壓器和振盪器,可大幅度降低微控制器在低頻下的工作功耗。穩壓器不依賴電源電壓即可滿足電流需求。 

• 能效 
STM32L還具有高效的動態電壓調整功能,准許在系統執行時動態改變頻率和電壓,從而在不影響性能的前提下提高能效,這對中低工作頻率特別有效。在正常運行模式下,快閃記憶體的最低電流消耗為222uA/MHz,實現最低180 uA/DMIPS的STM32L功耗性能比。 

此外,STM32L電路的設計目標是以低電壓提供高性能,讓電池供電裝置的充電間隔更長。晶片整合的類比功能的最低工作電源電壓為1.8V。數位功能的工作電源電壓為1.65V,在電池電壓降低時,可以延長電池供電裝置的工作時間。

• 256KB和384KB微控制器的特性
新的256KB和384KB STM32L微控制器提供雙快閃記憶體,實現真正的讀寫同步;還提供1個外部記憶體介面、附加通訊週邊設備、SDIO介面、3個低偏壓運算放大器、1個32位計時器以及1個40通道類比數位轉換器(39個觸控通道)。

• STMTouch™ 韌體庫
意法半導體的第三代 STMTouch™ 電容觸控韌體庫可支援高靈敏度和穩健性的電荷轉移觸控檢測。此外,感測器通道通道同步擷取功能可降低CPU使用率,協助設計人員實現最佳化應用功能和功耗。協助設計人員實現最佳化應用功能和功耗。新韌體庫並改善了滾輪和滑桿控制功能,在感測器通道只占用微控制器的3個I/O針腳情況下,控制分辨率達256-level。

採用STMTouch韌體庫實現的觸控功能對STM32L的記憶體和週邊設備的佔用非常低,讓開發人員能夠把使用者介面和應用任務整合到一個設備內。此外,意法半導體的STM Studio軟體與觸控韌體庫可配合使用,其簡單易用的繪圖用戶介面(GUI)可透過繪圖方式描述感測器的響應特性。讓開發人員能夠調諧觸控參數。

詳情請瀏覽意法半導體公司網站 www.st.com。

 

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